直流係統改造的目的和必要性
      　　
變電站的直流係統被人們稱為變電站的“心髒”，可見它在變電站中是多麼的重要。中原油田的電力係統始建於上世紀70年代末，因受當時技術條件的限製，陸續建起的變電站直流係統設備有的為矽整流電容補償直流電源，有的為帶有鉛酸蓄電池的KGCA—50/98～360、KGCFA—75/200～360型矽整流直流電源
，有的為BZGN—20/220型鎘鎳電池直流屏。部分投運較早、運行時間較長的變電站直流設備老化嚴重，給變電站的安全、可靠運行帶來了嚴重的威脅。如某110kV變(bian)電(dian)站(zhan)就(jiu)曾(zeng)因(yin)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)，造(zao)成(cheng)越(yue)級(ji)跳(tiao)閘(zha)
，導(dao)致(zhi)全(quan)站(zhan)失(shi)電(dian)的(de)惡(e)性(xing)事(shi)故(gu)。其(qi)它(ta)各(ge)站(zhan)雖(sui)未(wei)發(fa)生(sheng)大(da)的(de)事(shi)故(gu)，總(zong)因(yin)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)經(jing)常(chang)發(fa)生(sheng)問(wen)題(ti)，缺(que)陷(xian)較(jiao)多(duo)，有(you)的(de)缺(que)陷(xian)無(wu)法(fa)處(chu)理(li)，致(zhi)使(shi)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)長(chang)期(qi)處(chu)於(yu)“帶病”運行狀態，導致給用戶無法正常供電。
      　　
隨著電力工業的迅速發展，為提高電網的供電質量，使電網安全、經濟運行
，並實現電力係統的自動化
，從而對電力控製係統的關鍵設備—控製電源的要求也越來越高。而原來的直流設備均采取傳統的相控電源，效率低
、紋波係數大，在電磁輻射、熱輻射、噪聲等方麵都不盡人意。另外，監控係統不完善，采取1＋1備份方式，對二次電路越來越先進的儀器儀表、控製、自zi動dong化hua設she備bei很hen難nan滿man足zu其qi技ji術shu要yao求qiu。此ci外wai由you於yu相xiang控kong電dian源yuan浮fu充chong電dian壓ya易yi波bo動dong
，會hui出chu現xian蓄xu電dian池chi脈mai動dong充chong放fang電dian現xian象xiang，對dui免mian維wei護hu蓄xu電dian池chi損sun害hai極ji大da，影ying響xiang電dian池chi壽shou命ming。加jia之zhi其qi它ta設she備bei改gai造zao和he新xin設she備bei的de投tou入ru，原yuan來lai的de相xiang控kong電dian源yuan已yi遠yuan遠yuan不bu能neng滿man足zu中zhong原yuan油you田tian電dian力li係xi統tong的de需xu要yao，急ji需xu進jin行xing改gai造zao更geng換huan，才cai能neng保bao證zheng電dian氣qi設she備bei的de安an全quan運yun行xing和he平ping穩wen供gong電dian。而er智zhi能neng高gao頻pin開關電源由於其體積小
，重量輕

，技術指標優越
，模塊化設計，N＋1熱備份方式
，便於“四遙”等優點，已在諸多領域得到廣泛應用。上世紀90niandaiyihou，guowaixianjingongyeguojiaxinjianhuogaizaodianchanghebiandianzhanyiquanbucaiyonggaopinkaiguandianyuan，qixudianchiyiquanbucaiyongmianweihuxudianchi。weileshixianzhongyuanyoutiandianwangshebeidadaotongxingyexianjinshuipingdemubiao
，genjudianwangshijiqingkuang，zhiliuxitongshebeigaizaocaiyongmuqianxianjindezhinenggaopinkaiguandianyuanxitong。

智能高頻開關電源係統的性能特點
 
為了保證智能高頻開關電源係統的質量
，我們組織了多名技術人員對多個生產廠家進行了考察，了解廠家的生產工藝、規模和實驗測試手段等情況
，經過“貨比三家”後，技術改造決定使用GZDW—200/220型操作電源。它是專為電力係統研製開發的新型“四遙”高頻開關電源，采取高頻軟開關技術，模塊化設計
，輸出標稱電壓為220V
，配有標準RS?232接口
，易於與自動化係統對接，適用於各類變電站

、發電廠和水電站使用。此設備有下列性能特點：
      　　
1）模塊化設計，N＋1熱備，可平滑擴容。
2）監控功能完善
，高智能化，采取大屏幕液晶漢字顯示，聲光告警。
3）監控係統配有標準RS?232接口，方便接入自動化係統
，實施“四遙”及無人值守。
4）對蓄電池自動管理及自動維護保養，實時監測蓄電池組的端電壓，充、放電電流，自動控製均、浮充以及定期維護性均充。
5）具有電池溫度補償功能。
6）模塊可帶電插拔，更換安全方便。
7）降壓方式采取新型高頻軟開關無級雙向調壓，摒棄傳統矽堆降壓方式，輸出電壓精度高
，動態響應速度快。
8）采用最新軟開關電源技術，采用進口器件。
   
智能高頻開關電源係統的組成及各部分作用
      　　
智能高頻開關電源係統由交流配電，絕緣檢測，監控模塊
、整流模塊
、調壓模塊
，直流饋電等組成。
      　　
交流配電為係統提供三相交流電源，監測三相電壓、電流及接觸器狀態；判斷交流輸入是否滿足係統要求，在交流輸入出現過壓、欠壓
、不平衡時自動切斷有故障的一路

，並切換到另一路供電，係統發出聲光告警。裝有每相通流量40kA
、響應速度為25μs的三相避雷器，能有效地防止雷擊對設備造成的損壞。
      　　
絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)采(cai)用(yong)進(jin)口(kou)非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)直(zhi)流(liu)微(wei)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，利(li)用(yong)正(zheng)負(fu)母(mu)線(xian)對(dui)地(di)的(de)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)產(chan)生(sheng)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)，來(lai)測(ce)量(liang)母(mu)線(xian)對(dui)地(di)的(de)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)大(da)小(xiao)，從(cong)而(er)判(pan)斷(duan)母(mu)線(xian)的(de)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)。這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)無(wu)須(xu)在(zai)母(mu)線(xian)上(shang)疊(die)加(jia)任(ren)何(he)信(xin)號(hao)
，對(dui)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)供(gong)電(dian)不(bu)會(hui)有(you)任(ren)何(he)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)
，徹(che)底(di)根(gen)除(chu)由(you)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)對(dui)地(di)電(dian)容(rong)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)誤(wu)判(pan)和(he)漏(lou)判(pan)，對(dui)於(yu)微(wei)機(ji)接(jie)地(di)監(jian)測(ce)技(ji)術(shu)是(shi)一(yi)重(zhong)要(yao)突(tu)破(po)。
      　　
監控模塊是整個直流係統的控製
、管(guan)理(li)核(he)心(xin)，其(qi)主(zhu)要(yao)任(ren)務(wu)是(shi)對(dui)係(xi)統(tong)中(zhong)各(ge)功(gong)能(neng)單(dan)元(yuan)和(he)蓄(xu)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)長(chang)期(qi)自(zi)動(dong)監(jian)測(ce)，獲(huo)取(qu)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)各(ge)種(zhong)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)和(he)狀(zhuang)態(tai)，根(gen)據(ju)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)及(ji)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)實(shi)時(shi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，並(bing)以(yi)此(ci)為(wei)依(yi)據(ju)對(dui)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，實(shi)現(xian)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)全(quan)自(zi)動(dong)精(jing)確(que)管(guan)理(li)
，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)
，保(bao)證(zheng)其(qi)工(gong)作(zuo)的(de)連(lian)續(xu)性(xing)、安全性和可靠性。具有“遙測、遙信、遙控、遙調”四遙功能，配有標準RS?232接口，方便納入電站自動化係統
 
整流模塊為合閘母線、控製母線提供正常的負荷電流
，本身具有LCD漢字顯示、操作鍵盤，模塊工作狀態和工作參數一目了然

，可以帶電插拔
，具有軟件較準，自主均流
、ZVS軟開關技術。
      　　
調壓模塊無論合閘母線電壓如何變化
，輸出電壓都被穩定控製在220（1±0.5％）V

，具有帶電拔插技術、軟開關技術和雙向調壓特性。
      　　
直流饋電設有控製輸出、合閘輸出

、電池輸入、閃光
、事故照明、48V電源輸出等。控製母線有三種途徑供電，確保控製母線供電安全可靠。配有智能直流監控單元
，可測量母線電壓、電流及開關狀態等。
      　　
電池巡檢儀對電池電壓進行實時監測，將信息及時反饋到監控模塊。
      　　
蓄電池全密閉、免維護

、無汙染、無腐蝕，任何方向可放置使用
，使用溫度範圍寬（－40℃～60℃）
；深放電至零伏，24h內充電可恢複

；可大電流放電
，起動電流大，自放電率極低，具有安全防爆排氣係統
，是理想的操作
、控製不間斷電源
 
直流係統設備改造中改進的問題
      　　
1）改進了新設備直流饋出線部分的不合理布置。為節省投資，我們利用原來直流係統的控製

、信(xin)號(hao)及(ji)合(he)閘(zha)電(dian)路(lu)的(de)出(chu)線(xian)，但(dan)與(yu)新(xin)設(she)備(bei)饋(kui)出(chu)線(xian)的(de)位(wei)置(zhi)及(ji)大(da)小(xiao)都(dou)不(bu)相(xiang)適(shi)應(ying)，為(wei)此(ci)

，我(wo)們(men)對(dui)新(xin)設(she)備(bei)直(zhi)流(liu)饋(kui)出(chu)線(xian)部(bu)分(fen)按(an)現(xian)場(chang)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)了(le)改(gai)造(zao)，使(shi)安(an)裝(zhuang)更(geng)加(jia)容(rong)易(yi)
，布(bu)線(xian)更(geng)為(wei)合(he)理(li)，運(yun)行(xing)更(geng)加(jia)可(ke)靠(kao)
2）添加了蓄電池的放電電路。
3）結合中原油田電網實際，對設備出廠時參數設置的不適應之處進行了改變，保證設備運行後更加可靠。
4）對閃光繼電器等電氣元件安裝位置進行了調整。原元件安裝位置不盡合理

，損壞後不便維護、更換，改造後的位置便於維護，省時省力。　　
5）對模塊監控單元、直流監控單元、交流監控單元進行了改進，增加了防護蓋以防短路、灰塵進入等。

智能高頻開關電源係統應用情況
      　　
改造後的直流係統設備經過兩年來的運行，技術指標合理
，各項參數顯示正確，操作方便、直zhi觀guan
，自zi動dong化hua程cheng度du高gao
，維wei護hu工gong作zuo量liang大da幅fu度du減jian少shao，設she備bei保bao護hu功gong能neng齊qi全quan，能neng可ke靠kao動dong作zuo。反fan映ying故gu障zhang及ji時shi且qie準zhun確que無wu誤wu，對dui電dian池chi能neng自zi動dong管guan理li無wu須xu專zhuan人ren維wei護hu
，設she備bei運yun行xing穩wen定ding可ke靠kao，從cong未wei發fa生sheng影ying響xiang正zheng常chang供gong電dian的de現xian象xiang。
      　　
改造後的直流係統與原來的直流係統相比較，性能穩定，精度高，安全、可靠
，保證了油田的油氣生產，居民生活及醫院、daoludengdeyongdian，jiangdilezaoyin
，gaishanlezhibanrenyuandegongzuohuanjing
，quebaolebiandianshebeianquankekaoyunxing，chanshenglemingxiandejingjixiaoyiheshehuixiaoyi
，zhuyaotixianzaiyixiajigefangmian：
      　　
1）yuanlaidexiangkongdianyuanwenboxishuda，qishuchuhanyoudejiaoliuchengfenjiaoda。youqishizhaocunbiandiansuozuiweimingxian
，jiaoliuchengfenhanlianggenggao
，duiercishebeiyingxiangzuida
，zaochengercishebeiwudong、損壞、甚至有的設備無法正常工作。而改造後的智能高頻開關電源紋波係數很小，輸出特別穩定。
      　　
2）yuanlaidexiangkongdianyuancaiyongguiduitiaoya，guijiangyaxiangyingsuduman，fanyingshijianweijishihaomiao，shurudianyatubianshizaishuchushanghuichanshenghendadechongji
，yinchongjibuwendingeryishaohuaiercishebei。ergaizaohoudegaopinkaiguandianyuancaiyongwujitiaoyafangshi，xiangyingsudukuai
，shurudianyatubianshi，mokuaizai200μs內調整完成，過衝小於5％。
      　　
3）原來的相控電源充電機、浮fu充chong機ji等deng噪zao音yin較jiao大da，且qie無wu降jiang溫wen措cuo施shi
，有you的de變bian電dian站zhan浮fu充chong機ji發fa熱re嚴yan重zhong。而er改gai造zao後hou的de智zhi能neng高gao頻pin開kai關guan電dian源yuan噪zao音yin小xiao
，模mo塊kuai采cai用yong優you質zhi風feng機ji降jiang溫wen，保bao證zheng了le模mo塊kuai元yuan器qi件jian正zheng常chang工gong作zuo
，使shi值zhi班ban人ren員yuan的de工gong作zuo環huan境jing大da大da改gai善shan。
      　　
4）原來用的是鉛酸電池或鎘鎳電池
，既需要專門設置蓄電池工進行維護
、保養，還需要配備維護電池用的有關容器
、儀表
、原料、蒸餾鍋、蒸餾水等。而改造後用的是美國“理士”免維護電池，平時不需要進行一係列的維護工作，減少了人力物力。
      　　
5）原來的相控電源功率因數低
，一般在0.7以下，效率在60％左右，而改造後的智能高頻開關電源功率因數達0.9以上
，效率高達94％以上。
      　
6）原來的相控電源經常出現故障，有時因無法操作送電而造成原油生產損失，如1997年9月23日某110kV變電所因直流係統故障造成越級跳閘，全站失電
，燒毀35kV線路3公裏，其經濟損失高達400多萬元；近幾年直流係統經常出現各種故障給油氣生產造成了很大的損失，同時也給居民用戶生活帶來不便
、給工業用戶帶來巨大的經濟損失。而改造成智能高頻開關電源後，直流係統至今未發生任何事故
，供電更加可靠
      　　
7）改造後的智能高頻開關電源具有48V電源出口
，為變電站的通訊網絡等提供了電源，不必另外購置專門的48V電源
，減少了設備的投資和占用空間
      　　
8）改造後的控製母線有下述三種途徑供電，確保了控製母線供電安全可靠
，做到了萬無一失。
—在交流電正常時，控製母線可由整流模塊直接供電；
——在交流失電時，由降壓模塊供電
；
——從電池90％電壓處通過二極管供電到控製母線。

由於改造後的智能高頻開關電源係統性能穩定

，精度高
，安全
、可ke靠kao性xing更geng強qiang，創chuang新xin點dian多duo，收shou到dao了le良liang好hao的de效xiao果guo，取qu得de了le明ming顯xian的de社she會hui和he經jing濟ji效xiao益yi，為wei中zhong原yuan油you田tian的de油you氣qi生sheng產chan及ji其qi它ta負fu荷he提ti供gong了le可ke靠kao的de電dian力li保bao障zhang。同tong時shi也ye為wei變bian電dian站zhan實shi現xian自zi動dong化hua奠dian定ding了le基ji礎chu。